为了揭示这一神奇的演化过程，刚回国的吴建强博士就迫切地着手寄生植物的研究。那是2012年，吴建强刚从德国引进回国，而在此之前，吴建强师从世界著名的化学生态学家Ian Baldwin教授。“当时，国内没有任何关于菟丝子方面的成功经验可以借鉴，一切都需要自己一点点摸索。”吴建强感慨到，虽然几乎是从零开始，但经过几年的努力，对研究进展也颇感欣慰。

　　“菟丝子最大的形态变化就是根和叶片全部退化消失。”吴建强说，“我们研究的重要课题就是菟丝子是如何进化成现在这样一个无根无叶的寄生植物？其生长发育的机理又是如何？”这些问题的研究对于阐明寄生植物的进化具有重大的理论意义，除此之外，也能为寄生植物的防治提供重要的思路。

　　钻坚研微，潜精研思。历时一年半时间，吴建强团队终于成功破译了南方菟丝子的全基因组密码，初步揭开了寄生植物起源和演化的“身世”。 

　　吴建强解释到，结合基因组系统发育分析与共线性分析，发现菟丝子属与番薯属植物的共同祖先在约7100万年前分化前经历了一次全基因组三倍化加倍事件，大约在3100万年前菟丝子属与番薯属的共同祖先发生了物种分化，产生了菟丝子属的祖先，之后菟丝子经历了快速进化以及大规模的基因丢失。“丢失的基因大部分与光合作用、根和叶的功能与发育、开花决定基因、植物抵御逆境与胁迫和基因的转录调控等相关。这些基因在自养植物中是非常重要的，没有这些基因，自养植物是无法生存的。我们认为，在菟丝子中的基因丢失事件很可能和它的根叶的退化相关。”

　　菟丝子传递“虫来了”信号？ 寄主建立抗虫防御“联盟” 

　　“近来研究表明，菟丝子除了水分和营养物质，还有很多物质能够在菟丝子和寄主之间运输，比如蛋白质、次生代谢物等。”吴建强说到，那么像“电话线”一样的菟丝子是如何在不同寄主之间“信息交流”的呢？

　　2017年，吴建强课题组发表论文创新性地提出了“菟丝子及其连接的不同寄主形成微群落”这一崭新概念，他们研究发现在这种微群落中，菟丝子能在不同寄主植物间传递带有生态学效应的抗虫系统性信号。

“菟丝子就像一根‘电话线’，将抗虫信号传递给寄主。视频截图 

　　吴建强解释说，他们利用菟丝子将不同寄主植物进行了连接，当其中一株寄主植物做昆虫取食后，这个被取食叶片能够产生了某种抗虫信号，这些信号能够被运输到被昆虫取食植物的其他部分并进而诱导抗虫响应。“更重要的是，系统性信号能够通过菟丝子传递到微群落中的其他寄主植物，从而使这些植物产生基因表达的变化及代谢物响应并提高其抗虫性。同时，菟丝子传导的抗虫系统信号和传播速度非常快，大约1厘米/分钟，传递距离可以超过1米。”

　　五年的菟丝子研究，吴建强带领团队打破寄生植物对寄主有百害而无一利的观念：菟丝子在某些条件下可以帮助不同寄主之间建立起抗虫防御的“联盟”。该研究不仅对于了解抗虫系统性信号有重要意义，也对农业治理寄生植物危害提供了新的启示。 

　　“菟丝子就像一根‘电话线’，将抗虫信号传递给寄主，通知寄主生产抗虫的‘化学武器’，准备作战。”吴建强说到，通过研究发现，菟丝子有一些细胞专门从事运输工作，将信号从这些细胞传输过去，提前给寄主通风报信，告诉“虫来了”信号。

　　“植物是很聪明的，就像工厂一样，没有订单它是不会生产抗虫化合物的，一旦受到昆虫取食，这就相当于接到了订单，才会开工生产产品，这些产品就可以用来抗虫。”吴建强说，“我们当时主要研究集中在上游的信号传导，从哨兵到它的下一级、再下一级等，它们是怎么互相通知对方，一级和一级进行配合来调动化学工厂开工。”

吴建强和其团队还在开展玉米如何抵御昆虫取食的研究。视频截图